1、第三章第三章 铁铁 金属材料金属材料 (时间：75 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题包括 15 小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题 3 分，共 45 分) 1下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是( ) A磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体 B铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料 C双氧水：过氧化氢，受热稳定、易溶于水 D苏打：碳酸氢钠，可用于治疗胃酸 答案 A 解析 铁红是氧化铁，过氧化氢受热不稳定，苏打是碳酸钠，B、C、D 错。 2下列关于金属的说法正确的是( ) A铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧 BNa 在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体 C铁与水蒸气反应
2、的产物是黑色的 Fe2O3 D铝制餐具不能用来盛装酸、碱、咸的食物 答案 D 解析 铝箔表面被氧化为氧化铝，氧化铝的熔点高于铝的熔点，所以不会发生剧烈燃烧，A 错 误； Na 在空气中燃烧生成黄色固体过氧化钠， B 错误； 铁与水蒸气反应的产物是黑色的 Fe3O4， C 错误。 3(2020 贵州遵义高一期末考试)药品“速力菲”中 Fe2 会被空气缓慢氧化，国家规定如果药 物中有超过 10%的 Fe2 被氧化即不可服用。若要证明该药是已被氧化，下列试剂能达到实验 目的的是( ) A新制氯水 BKSCN 溶液 C酸性 KMnO4溶液 DKCl 溶液 答案 B 解析 要证明该药品已被氧化，只需证明
3、药品中存在 Fe3 即可。KSCN 溶液与 Fe3反应生成 Fe(SCN)3，使溶液显红色，能达到实验目的，B 项正确。 4金属和合金是生活中常用的材料。下列说法正确的是( ) A不锈钢是铁合金，只含金属元素 B镧镍(La- Ni)合金能大量吸收 H2，并与 H2结合成金属氢化物，可作储氢材料 C目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D常温下，铁粉可以和水发生置换反应得到氢气 答案 B 解析 不锈钢中含碳元素，A 项错误；镧镍合金能大量吸收 H2，并与 H2结合成金属氢化物， 稍稍加热又会分解，将储存在其中的氢释放出来，可作储氢材料，B 项正确；目前世界上使用 量最大的合金是钢铁，C 项错误；铁
4、粉和水蒸气在高温条件下才能发生置换反应得到氢气，D 项错误。 5下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( ) 金属钠在纯氧中燃烧 FeSO4溶液中滴入 NaOH 溶液， 并在空气中放置一段时间 FeCl3 溶液中滴入 KSCN 溶液 无水硫酸铜放入医用酒精中 A B C D 答案 B 解析 金属钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的过氧化钠； FeSO4溶液和 NaOH 溶液反应生成白 色氢氧化亚铁沉淀， 然后迅速被氧化为红褐色物质氢氧化铁； FeCl3溶液中滴入 KSCN 溶液， 发生络合反应，溶液呈红色；无水硫酸铜放入医用酒精中，医用酒精中含有水，溶液变蓝， 故其产物的颜色按红
5、色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列依次是。 6下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是( ) AFe3O4 BFe2(SO4)3 CFeCl2 DFe(OH)3 答案 C 解析 Fe3O4无法通过复分解反应得到， A 错误； 硫酸铁无法通过置换反应得到， B 错误； FeCl2 可以由 FeCl3和 Fe 的化合反应得到，也可以由 Fe 和 HCl 的置换反应得到，也可以由 Fe(OH)2 和 HCl 的复分解反应得到，C 正确；Fe(OH)3可以通过 Fe(OH)2和氧气、水的化合反应得到， 也可以通过氯化铁与氢氧化钠的复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，D 错误。 7
6、在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡，将两球分别浸没在溶液质 量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是( ) A铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡 B铝球表面有气泡产生，溶液澄清 C反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡 D铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边上升 答案 B 解析 左边烧杯中发生反应： 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2， 铝球表面有气泡产生， 溶液变澄清，A 项错误，B 项正确；右边烧杯中发生反应：FeCuSO4=CuFeSO4，铁球表 面有红色物质析出，溶液中 c(CuSO4)减小，溶液蓝色变浅，左边烧
7、杯中消耗 Al，铝球的质量 变小，右边烧杯中铁球上析出 Cu，质量变大，杠杆右边下沉，D 项错误；反应后去掉两烧杯， 杠杆不能平衡，C 项错误。 8下列关于铝的叙述不正确的是( ) A铝是地壳中含量最多的金属元素 B在化学反应中，铝容易失去电子，是氧化剂 C在常温下，铝能与 NaOH 溶液反应 D铝是一种比较活泼的金属 答案 B 解析 A铝是地壳中含量最多的金属元素，故 A 正确；B.在化学反应中，铝容易失去电子， 是还原剂，故 B 错误；C.在常温下，铝能与 NaOH 溶液反应，故 C 正确；D.铝原子最外层有 3 个电子，在化学反应中容易失去电子，所以铝是一种比较活泼的金属，故 D 正确。
8、 9金属钛有“未来金属”之称，具有低密度、高硬度等性能，化学性质稳定。钛的化合价主 要有4 价和3 价，其中3 价钛极易被氧化。下列有关说法正确的是( ) A金属钛就是钛合金 BTi2O3化学性质稳定 CFeTiO3(钛酸亚铁)中钛的化合价为3 价 D钛及其合金可广泛应用于航空领域 答案 D 解析 钛是单质，而合金是混合物，所以两者不同，故 A 错误；3 价钛极易被氧化，所以 Ti2O3的化学性质不稳定， 故 B 错误； 根据化合价代数和为零， FeTiO3(钛酸亚铁)中铁为2 价， 所以钛的化合价为4 价，故 C 错误：钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸碱腐蚀等优良性 能，被广泛用于航天，故
9、 D 正确。 10只用一种试剂就可将 AgNO3、KSCN、稀 H2SO4、NaOH 四种无色溶液区分开，该试剂是 ( ) ABaCl2溶液 BCuCl2溶液 CFeCl3溶液 DFeCl2溶液 答案 C 解析 氯化钡不能鉴别 KSCN 和氢氧化钠，氯化铜不能区分 KSCN 和稀硫酸，氯化亚铁不能 鉴别 KSCN 和稀硫酸。 11下列除去杂质的方法不正确的是( ) 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量 Cl2 B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C 铁粉 铝粉 加入过量 NaOH 溶液并过滤 D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气
10、中灼烧 答案 D 解析 A 项发生反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3，正确；B 项发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2， 正确；C 项发生反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Fe 不与 NaOH 溶液反应，正 确；D 项的混合物在空气中灼烧最终生成 Fe2O3，错误。 12将 1.5 g 两种金属混合物的粉末与足量的盐酸反应，反应完全后，得到标准状况下的氢气 1.12 L。则这两种金属可能是( ) Ag 和 Cu Al 和 Fe Mg 和 Al Zn 和 Mg A B C D 答案 D 解析 1.12 L 氢气的物质的量为 1.12 L 22.4 L mol 10.0
11、5 mol，假设金属都为2 价，则金属混合物 的平均相对原子质量为 Mm n 1.5 0.0530。Ag 和 Cu 均与盐酸不反应，故不符合；Mg 的相 对原子质量为 24，当 Al 的化合价为2 价时，可看成其相对原子质量为2 32718，二者都小 于 30，平均值不可能为 30，故不符合；Zn 的相对原子质量为 65，当 Zn 为 3.25 g 时，可得 到标准状况下的氢气 1.12 L，质量大于 1.5 g，故符合。 13下图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是( ) 选项 M N P Q A NH3 H2O Ba(OH)2 铜 KSCN B Na BaCl2 F
12、eO KSCN C NaOH Ba(NO3)2 锌粉 KSCN D Na2O2 MgCl2 Fe KSCN 答案 C 解析 A 项中 Ba(OH)2与 Fe2(SO4)3反应得到的是 Fe(OH)3与 BaSO4的混合物，沉淀不是白色 的，A 项错误；B 项中 FeO 不能还原 Fe3 ，B 项错误；D 项中 MgCl 2与 Fe2(SO4)3不反应，D 项错误。 14下表中对离子方程式书写的评价正确的是( ) 选项 化学反应与离子方程式 评价 A 将铜屑加入含Fe3 的溶液中： 2Fe3Cu=2Fe2 Cu2 正确 B Na2O2与H2O反应： Na2O2H2O=2Na 2OH O 2 错误
13、，氧元素质量 不守恒 C NaOH 溶液与氧化铝反应：Al2O32OH =2AlO 2H2O 错误，产物应该是 Al(OH)3 D 向 Fe(OH)3中加入足量稀盐酸：OH H =H2O 正确 答案 A 解析 A为： 2Fe3 Cu=2Fe2Cu2， 正确； B应为： 2Na 2O22H2O=4Na 4OHO 2； C 项离子方程式正确，评价错误；D 应为 Fe(OH)33H =Fe33H 2O。 15一种新型镁铝合金的化学式为 Mg17Al12，它具有储氢性能，该合金在一定条件下完全吸氢 的化学方程式为： Mg17Al1217H2=17MgH212Al， 得到的混合物 Y(17MgH212A
14、l)在一定条件下能释放出氢 气。下列说法正确的是( ) A该合金的熔点介于金属镁和金属铝熔点之间 B该合金中镁元素呈负价，铝元素呈正价 C制备该合金应在氮气保护下，将一定比例的 Mg、Al 单质在一定温度下熔炼而获得 D1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物 Y 与盐酸完全反应释放出 H2，若消耗盐酸的体积 为 14 L，则该盐酸的物质的量浓度为 5 mol L 1 答案 D 解析 A合金的熔点比各成分的熔点低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，故 A 错 误；B.金属镁是活泼金属不可能显负价，该合金中金属为单质，所以镁元素呈 0 价，铝元素呈 0 价，故 B 错误；C.制备该
15、合金如果在氮气保护下，Mg 单质在一定温度下熔炼时，镁和氮气 反应 3MgN2= Mg3N2，故 C 错误；D.该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为： Mg17Al1217H2=17MgH212Al，1 mol Mg17Al12完全吸氢 17 mol，在盐酸中会全部释放出 来， 镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成 H2， 生成氢气的物质的量分别为 17 mol、 18 mol， 则生成氢气一共(1717123 2)mol52 mol，消耗盐酸只有镁、铝生成氢气的物质的量分别 为 17 mol、 18 mol， Mg2HCl=MgCl2H2， 2Al6HCl=2AlCl33H2， 需盐酸为
16、(172 182)mol70 mol，则该盐酸的物质的量浓度为 cn V 70 mol 14 L 5 mol L 1，故 D 正确。 二、非选择题(本题包括 5 小题，共 55 分) 16(9 分)根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题 (已知：铜、锌能与硝酸反应，而金不反应)： (1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，如下图所示，铜常用于制造货币的原因可 能是_(填字母)。 A铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型 B铜的性质不活泼，不易被腐蚀 C我国较早地掌握了湿法冶炼铜的技术 D自然界有大量的游离态的铜 (2)铁制品的使用更为广泛， 但是铁制品易生锈， 铁锈的主要成分是_(填
17、化学式， 下同)， 常见的铁的氧化物还有_、_。 (3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏，若使 氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为 _。 (4)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是_币，黑色 物 质 是 _( 填 名 称 ) ， 形 成 这 种 物 质 的 化 学 方 程 式 为 _， 绿色物质是_(填化学式)，这枚金属币的真面目为_色。另外一枚是闪闪发光的 黄 色 金 属 币 ， 它 肯 定 是 _ 币 ， 表 面 一 直 未 被 氧 化 的 原 因 是 _。 答案 (1)ABC (2)Fe2O3 xH2O FeO
18、Fe3O4 (3)Al2O32NaOH= 2NaAlO2H2O (4)铜 氧化铜 2CuO2= 2CuO Cu2(OH)2CO3 紫红 金 金的化学性质不活泼，不易被氧化 解析 (1)铜钱作为货币， 首先 Cu 应易得， 其次不容易被腐蚀。 (2)铁锈的主要成分为 Fe2O3 xH2O， 常见的铁的氧化物还有 FeO 和 Fe3O4。(3)Al2O3与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2和 H2O：Al2O3 2NaOH=2NaAlO2H2O。(4)Cu 与 O2反应生成黑色的 CuO：2CuO2=2CuO，Cu 在空 气中“生锈”的化学方程式为 2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO
19、3(绿色)； Au 的化学性质不 活泼，不与空气中的 O2反应。 17(11 分)有三种金属单质 A、B、C，其中 A 的焰色实验为黄色，B、C 是常见金属。三种金 属单质 A、B、C 能与气体甲、乙、丙及物质 D、E、F、G、H 之间有如下转化关系(图中有些 反应的产物和反应的条件没有标出)。请根据以上信息回答下列问题： (1)写出下列物质的化学式：乙_、H_； (2)写出反应的离子方程式：_ _； (3)写出金属 A 与水反应的离子方程式：_ _； (4)写出金属 B 与 D 的溶液反应的离子方程式：_ _； (5)F 与 D 溶液反应后的产物在空气中转化为 H 的化学方程式为 _； 现象
20、为_。 答案 (1)Cl2 Fe(OH)3 (2)2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl (3)2Na2H2O=2Na 2OHH 2 (4)2Al2OH 2H 2O=2AlO 23H2 (5)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 解析 金属 A 的焰色为黄色，则 A 为 Na，Na 与水反应生成 H2和 NaOH，则甲为 H2，D 为 NaOH；黄绿色气体为氯气，和气体甲反应生成气体丙，则气体丙为 HCl；金属 B 和 NaOH 溶 液反应生成氢气，则 B 为 Al；红褐色沉淀 H 为 Fe(OH)3，则溶液 G 中含有 Fe3 ，溶液 F 与氯
21、 气反应生成 Fe3 ，则溶液 F 中含有 Fe2；C 是常见金属，能和盐酸反应得到溶液 F，则金属 C 为 Fe。 18(13 分)已知三氯化铁的熔点为 306 ，沸点为 315 ，易溶于水并且有强烈的吸水性，能 吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验： (1)装置的连接顺序为_。 (2)饱和食盐水的作用是_ _。 (3)反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形 瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验： 固体 混合物 过量稀盐酸淡黄色 溶液 试剂X淡红色 溶液 过量H2O2
22、溶液深红色 溶液 静置一段时间红色 褪去 淡 黄 色 溶 液 中 加 入 试 剂X生 成 淡 红 色 溶 液 的 离 子 反 应 方 程 式 为 _ _。 淡 红 色 溶 液 中 加 入 过 量H2O2后 溶 液 红 色 加 深 的 原 因 是 _ _。 (4)已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为 O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。 取褪色后溶液三份， 第一份滴加 FeCl3溶液无明显变化； 第二份滴加试剂 X， 溶液出现红色； 第三份滴加稀盐酸和 BaCl2溶液，产生白色沉淀。 另取同浓度的 FeCl3溶液滴加 2 滴试剂 X，溶液变红，再通入 O2，无明显变化。 实验说明_； 实
23、验的目的是_。 得出结论：溶液褪色的原因是_ _。 答案 (1)a、g、h、d、e、b、c、f (2)除去氯气中的氯化氢气体 (3)Fe3 3SCN=Fe(SCN) 3 双氧水将 Fe2 氧化成 Fe3 (4)SCN 发生了反应而不是 Fe3发生反应 排除 H 2O2分解产生的 O2氧化 SCN 的可能 H 2O2 将 SCN 氧化成 SO2 4 解析 (1)由于盐酸易挥发，生成的氯气中还有氯化氢，所以利用饱和食盐水除去氯气中的氯 化氢。又因为三氯化铁的熔点为 306 ，沸点为 315 ，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸 收空气里的水分而潮解， 所以在与铁反应之前还需要干燥， 且还需要防止空气
24、中的水蒸气进入， 同时还需要尾气处理，则正确的连接顺序是 a、g、h、d、e、b、c、f。(2)根据以上分析可知饱 和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体。(3)淡黄色溶液中还有铁离子，加入 X 后显淡 红色，这说明 X 是 KSCN 溶液，反应的离子方程式为：Fe3 3SCN=Fe(SCN) 3。反应中 铁过量，与氯化铁反应生成氯化亚铁，即溶液中还有氯化亚铁，加入双氧水可以把亚铁离子氧 化为铁离子，因此红色加深，所以淡红色溶液中加入过量 H2O2后溶液红色加深的原因是双氧 水将 Fe2 氧化成 Fe3。(4)取褪色后溶液三份，第一份滴加 FeCl 3溶液无明显变化，说明溶液中 不存在 KSC
25、N 溶液；第二份滴加试剂 X，溶液出现红色，这说明溶液中存在铁离子；第三份 滴加稀盐酸和 BaCl2溶液，产生白色沉淀，这说明溶液中有硫酸根，所以根据实验可知 SCN 发生了反应而不是 Fe3发生反应；另取同浓度的 FeCl 3溶液滴加 2 滴试剂 X，溶液变红，再 通入 O2，无明显变化，这说明红色褪去不是氧气氧化导致的，即实验的目的是排除 H2O2分 解产生的O2氧化SCN 的可能； 综合以上分析可知溶液褪色的原因是H 2O2将SCN 氧化成SO2 4。 19(13 分)硫酸亚铁晶体(FeSO4 7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素 的含量，并检验该补血剂是否变质。实
26、验步骤如下： 请回答下列问题： (1)向操作的滤液中滴加 KSCN 溶液后变为红色，则该滤液中含有_(填离子符号)。 (2)操作中反应的离子方程式：_。 (3)操作中反应的离子方程式：_。 (4)操作中一系列处理的操作步骤：过滤、_、灼烧、_、称量。 (5)假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为_ g。(用含 a 的代数 式表示) 答案 (1)Fe3 (2)2Fe2H 2O22H =2Fe32H 2O (3)Fe3 3OH=Fe(OH) 3或 Fe3 3NH 3 H2O=Fe(OH)33NH 4 (4)洗涤 冷却至室温 (5)0.07a(或 112a 1 600及其化简形式，如
27、 7a 100) 解析 (2)双氧水具有氧化性，酸性条件下能将 Fe2 氧化为 Fe3，则中反应的离子方程式为 2Fe2 H 2O22H =2Fe32H 2O。(3)步骤是将 Fe3 转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方 程式为 Fe3 3OH=Fe(OH) 3或 Fe3 3NH 3 H2O=Fe(OH)33NH 4。(4)步骤中一系 列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，然后灼烧生成氧化 铁，冷却后称量氧化铁的质量，即过滤、洗涤、灼烧、冷却至室温、称量。(5)a g 氧化铁中铁 元素的质量即为 10 片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量为 a g112 1
28、60 10 0.07a g。 20(9 分)将 2.5 g 碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水制成稀溶液，然后向 该溶液中逐滴加入 1 mol L 1 盐酸，所加入盐酸的体积与产生二氧化碳的体积(标准状况)关系 如图所示。 (1)写出 OA 段所发生反应的离子方程式：_ _。 (2)当加入 35 mL 盐酸时，所产生的二氧化碳的体积(标准状况)是_。 (3)计算原混合物中 Na2CO3的质量分数为_。 答案 (1)H OH=H 2O、CO2 3H =HCO 3 (2)0.224 L (3)42.4% 解析 (1)设碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量分别为 x mol、y mol
29、、z mol，则 x mol y mol1 mol L 10.02 L、2x moly molz mol1 mol L10.045 L、106 g mol1x mol 84 g mol 1y mol40 g mol1z mol2.5 g，解得 x0.01，y0.01，z0.015，所以 2.5 g 碳酸钠、 碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水制成稀溶液， 溶质为碳酸钠和氢氧化钠。 AB 段发生反应 NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，消耗盐酸体积为(4525)mL20 mL， 那么之前 Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl 消耗盐酸体积也应该是 20 mL，而 OA 段消耗盐酸
30、 25 mL，其中 OA 段 V(盐酸)为 015 mL 时，发生酸碱中和反应，其离子方程式为 H OH =H2O，再发生反应 CO2 3H =HCO 3。 (2)结合图像可知，当加入 35 mL 盐酸时，V(盐酸)为 2535 mL 时发生碳酸氢钠与盐酸的反应 生成二氧化碳气体， 消耗盐酸的物质的量为 0.01 L1 mol L 10.01 mol， 根据方程式 HCO 3 H =CO 2H2O 可知产生二氧化碳的物质的量是 0.01 mol，标准状况下其体积为 0.01 mol22.4 L mol 10.224 L。 (3)由(1)中分析知，碳酸钠的质量是 0.01 mol106 g mol 11.06 g，则固体混合物中碳酸钠的 质量分数是1.06 g 2.5 g 100%42.4%。
